Właściwe rozpoznanie podłoża gruntowego podstawą ekonomicznego projektowania i realizowania budowy ...
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
TECHNOLOGIE mgr in¿. Bohdan Buca, Geoprojekt-Gdañsk W niniejszym artykule zwracamy uwa- gê na niezmiernie wa¿ne zagadnienie de- cyduj¹ce o wielu rozwi¹zaniach technicz- nych i ekonomicznych, a mianowicie wa- runki gruntowo-wodne terenu, przez któ- ry ma przebiegaæ autostrada. W podanym na koñcu artyku³u spisie literatury znaj- duj¹ siê podstawowe publikacje i czêæ dokumentacji, traktuj¹cej o budowie dróg. Na ich podstawie wskazujemy naj- istotniejsze, naszym zdaniem, problemy, z jakimi mog¹ siê spotkaæ projektanci i bu- downiczowie autostrad, oraz tok postêpo- wania niezbêdny do prawid³owego roz- wi¹zania zagadnienia. Wyró¿nia siê trzy etapy rozpoznania pod- ³o¿a gruntowego: etap rozpoznawczy dla fazy studiów, etap podstawowy konieczny do uzyska- nia niezbêdnych decyzji i opracowania projektu autostrady, badania uzupe³niaj¹ce lub kontrolne potrzeba ich mo¿e zajæ w fazie pro- jektowania i jest niezbêdna w formie nadzoru geotechnicznego w czasie budowy. Etap rozpoznawczy obejmuje wizjê te- renu, analizê map geologicznych, hydro- geologicznych, topograficznych, geolo- gicznych materia³ów archiwalnych oraz interpretacjê zdjêæ lotniczych lub sate- litarnych. Je¿eli zachodzi taka potrzeba, mo¿e równie¿ obejmowaæ wykonanie do- datkowych badañ , takich jak: kartowanie geologiczno-in¿ynierskie wybranych ob- szarów, np. o spodziewanych niekorzyst- nych warunkach gruntowo-wodnych, wiercenia, sondowania, badania geofi- zyczne itp. Celem tego etapu jest ustalenie: ogólnego modelu budowy geologicznej i warunków hydrogeologicznych, obszarów niekorzystnych pod wzglêdem geologiczno-in¿ynierskim, mo¿liwoci uzyskania materia³ów do bu- dowy autostrady, danych do oceny wp³ywu autostrady na rodowisko, kategorii geotechnicznej. W³aciwe rozpoznanie pod³o¿a gruntowego podstaw¹ ekonomicznego projektowania i realizowania budowy autostrady Budow¹ autostrad interesuj¹ siê ogromne rzesze ludzi, fachowców z ró¿nych bran¿, a przede wszystkim u¿ytkowników coraz bardziej przeci¹¿onych pojazdami dróg. Rozpa- truje siê pozytywne i negatywne skutki ich budowy i chocia¿ bezwzglêdnie przewa¿aj¹ argumenty za, nie brak te¿ sceptyków w tym zakresie. Celem badañ jest okrelenie warunków geologiczno-in¿ynierskich i hydrogeologicz- nych oraz parametrów geotechnicznych gruntów w pod³o¿u potrzebnych do projek- towania dróg i okrelenia geotechnicznych warunków posadowienia obiektów mosto- wych i towarzysz¹cych. Prace zwi¹zane z dokumentowaniem i oce- nê warunków pod³o¿a gruntowego auto- strady nale¿y wykonaæ zgodnie z uprzed- nio opracowanym projektem (programem) badañ, stosownie do obowi¹zuj¹cych prze- pisów i norm. Niezwykle wa¿ne jest, ¿eby badania dla autostrad wykonywa³y renomowane przed- siêbiorstwa dysponuj¹ce odpowiednim sprzêtem i dowiadczon¹ kadr¹. B³êdy pope³nione przy rozpoznaniu bu- dowy geologicznej rzutuj¹ bezporednio na parametry i obliczenia geotechniczne. Schematyczne ³¹czenie warstw nawierco- nych w otworach badawczych, bez g³êbszej analizy genezy tych otworów mo¿e dopro- wadziæ do powa¿nych b³êdów, jak to po- kazano na rys. 1. Zwracamy uwagê, ¿e w Polsce istnieje taka kadra, z dowiadczeniem zarówno kra- jowym, jak te¿ zagranicznym (Irak, Libia), nie jest wiêc konieczne ci¹ganie zagranicz- nych konsultantów. Przyk³adowo, wiele lat temu wykonano badania pod³o¿a gruntowego w skali planu 1:5000 dla autostrady A1 oraz w wiêkszej skali dla licznych wiaduktów na odcinku Gdañsk Toruñ. Badania te wymagaj¹ wprawdzie uzupe³nienia, niemniej jednak podstawowy materia³ istnieje. Podczas projektowania i realizacji budo- wy autostrad najczêciej spotykanymi pro- blemami, poza pokonaniem naturalnych przeszkód, jakimi s¹ np. rzeki, mog¹ byæ w Polsce przede wszystkim tereny osuwi- Etap badañ podstawowych obejmuje: kartowanie 1. margle kredowe 2. piaskowiec 3. piaski dolnego tarasu 4. ¿wiry dolnego tarasu 5. less 6. pospó³ka tarasu zalewowego 7. piaski tarasu zalewowego 8. gliniaste, holoceñskie grunty nap³ywowe 9. zwietrzelina zboczowa 10. gleba, grunt próchniczny 11. gliny nap³ywowe tarasu zalewowego 12. nasyp gliniasty a (geotechniczne), wiercenia i wykopy badawcze, sondowania, badania in situ, badania geofizyczne, badania laboratoryjne prób gruntów i ska³ oraz wody pobranych w czasie wierceñ, wykopów i sondowañ, opracowanie dokumentacji. Zakres badañ powinno siê dostosowaæ do potrzeb. Rys. 1. Przyk³ad niew³aciwej (a) i poprawnej (b) interpretacji budowy geologicznej (wg Zaruby i Mencla) Magazyn Autostrady 4/2003 39 geologiczno-in¿ynierskie TECHNOLOGIE Nisza (cyrk) Szczeliny bardzo k³opotliwych w czasie realizacji bu- dowy gruntów pylastych, lessowych, antro- pogenicznych, procesów krasowych oraz zjawiska kurzawki itp. Celem artyku³u jest przede wszystkim zwrócenie uwagi na fundamentalne znacze- nie w³aciwego rozpoznania pod³o¿a grunto- wego przed przyst¹pieniem do budowy i ko- niecznoæ nadzoru geotechnicznego w czasie realizacji budowy autostrady i obiektów towa- rzysz¹cych. Szczególnie nadzór geotechniczny wyma- ga dowiadczonej, wysoko wykwalifikowa- nej kadry znaj¹cej regionalne warunki geo- techniczne. Zbocze Pijany las Rynna Jêzor osuwiska Podstawa zbocza Jezioro cyrkowe (osuwiskowe) Czo³o jêzora Masa osuwiskowa Powierzchnia osuwiskowa Podstawa osuwiska Rynna Zbocze Nisza (cyrk) Jezioro osuwiskowe Literatura 1. Archiwum Geoprojektu-Gdañsk. 2. Instrukcja badañ pod³o¿a gruntowego bu- dowli drogowych i mostowych, czêæ 1 i 2. Generalna Dyrekcja Dróg Publicznych. Warszawa 1998. 3. Instrukcja obserwacji i badañ osuwisk drogowych. Generalna Dyrekcja Dróg Publicznych. Warszawa 1998. 4. PN-B-02479/1998. Geotechnika. Doku- mentowanie Czo³o jêzora Rys. 2. Schemat morfologiczny osuwiska (wg Kollisa) a) przekrój pionowy, b) rzut geotechniczne. Zasady skowe lub potencjalnie osuwiskowe oraz obszary zalegania gruntów or ganicznych. Powierzchniowe ruchy masowe zacho- dz¹ na zboczach, gdzie grunty lub ska³y przemieszczaj¹ siê z wy¿szych partii zbo- cza ku ni¿szym pod wp³ywem grawita- cji. Warunki sprzyjaj¹ce naruszaniu rów- nowagi zbocza to dodatkowe obci¹¿enie zbocza, zmiana k¹ta nachylenia zbocza (podciêcie zbocza), erozja, zwietrzenie ska³, obci¹¿enia cykliczne i dynamiczne w pobli¿u zbocza itp. Na ogó³ w proce- sach tych bierze udzia³ woda powierzch- niowa lub gruntowa. Ruchy te zdarzaj¹ siê zarówno w gruntach spoistych, jak te¿ niespoistych oraz zwietrzelinach skal- nych, a tak¿e ska³ach litych. Szczególnie podatne na ruchy masowe s¹ i³y. Na rys. 2 przedstawiono schemat morfologiczny osuwiska. Nastêpnym powa¿nym problemem, na który mog¹ natrafiæ budownicz y auto- strad, s¹ grunty or ganiczne. Wystêpuj¹ na ogó³ w dolinach rzek i cieków, niec- kach jeziornych oraz zag³êbieniach bez- odp³ywowych, miêdzy innymi na tere- nach polodowcowych Polski pó³nocnej. Do gruntów or ganicznych zaliczamy tor- fy, gytie, namu³y or ganiczne oraz grunty próchniczne. Torfy, namu³y or ganiczne i gytie s¹ to grunty o bardzo du¿ej ciliwoci i ma³ym oporze na cinanie i nale¿y je usun¹æ z pod- ³o¿a lub odpowiednio to pod³o¿e wzmoc- niæ. Ostatnio stosuje siê czêsto tañsze od tradycyjnych , nowe technologie wzmacnia- nia pod³o¿a gruntowego, np. Deep Mixing Method. W niniejszym artykule zwrócono uwagê jedynie na wybrane problemy zwi¹zane z pod³o¿em gruntowym, ograniczaj¹c siê do najczêciej spotykanych. Nie wymieniono ogólne. 5. PN-B-4452/2002. Geotechnika. Badania polowe. 6. Zasady sporz¹dzania dokumentacji geo- logiczno-in¿ynierskich. Ministerstwo rodowiska. Warszawa 1999. Wed³ug Ba¿yñskiego/Frankowskiego klasyfikacja ruchów mas ziemnych przedstawia siê nastêpuj¹co: Typ formy A 1 Zmywy Charakter procesu Sp³ukiwanie, wymywanie i osadzanie materia³u w dolnej czêci zbocza P³yniêcie gruntu w dó³ zbocza, grzêniêcie bloków Osypywanie siê, zsypywanie, toczenie w dó³ zbocza Przemieszczanie gruntów i ska³ wzd³u¿ powierzchni ciêcia Podtypy A 2 Sp³ywy, spe³zywania A 3 Osypy B Zsuwy* (B 1 , B 2 , B 3 ) i osuwiska (B 4 , B 5 ) Zsuwy po powierzchni uwarunkowanej budow¹ geologiczn¹: B 1 wzd³u¿ powierzchni warstwowania B 2 wzd³u¿ spêkañ, szczelin B 3 wzd³u¿ granicy zwietrzelina-ska³a Osuwiska po powierzchni rotacyjnej: B 4 ze ciêcia w materiale jednorodnym B 5 ze ciêcia w materiale niejednorodnym C Obrywy Obrywanie, odpadanie, zawalanie * Zsuwy powszechnie nazywa siê te¿ osuwiskami 40 Magazyn Autostrady 4/2003 [ Pobierz całość w formacie PDF ] |